Повышение пожарной безопасности и огнетушащей эффективности генератора аэрозоля модифицированной конструкции

Павел Владимирович Максимов

doi:10.33408/2519-237X.2025.9-4.484

Авторы

Павел Владимирович Максимов Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0009-0006-0846-7774

DOI:

https://doi.org/10.33408/2519-237X.2025.9-4.484

Ключевые слова:

генератор огнетушащего аэрозоля, твердотопливный элемент, огнетушащий аэрозоль, кольцевое сопло Лаваля, газодинамический охладитель, полигонные огневые испытания

Аннотация

Цель. Повышение пожарной безопасности при работе генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА), заключающееся в снижении температур выходного потока огнетушащего аэрозоля (ОА) до значений, при которых исключается самовоспламенение и плавление веществ и материалов в защищаемом помещении, достигаемым конструктивным способом газодинамического охлаждения.

Методы. Анализ литературы; сравнение существующих результатов экспериментальных и теоретических исследований по снижению выходной температуры потока пожаротушащей смеси генераторов аэрозоля; сопоставление экспериментального образца и серийно выпускаемого генератора при лабораторном исследовании полей температуры аэрозольного потока и корпусов генераторов и при огневых испытаниях.

Результаты. Разработан новый конструктивный способ газодинамического охлаждения огнетушащего аэрозоля на выходе из ГОА, заключающийся в модификации его конструкции профилирующей вставкой, выполненной по типу кольцевого сопла Лаваля с цилиндрическим центральным телом, и обеспечивающий эффективное тушение модельных очагов пожаров. На базе серийно выпускаемого генератора изготовлен модифицированный указанным конструктивным газодинамическим охладителем экспериментальный образец ГОА, огневые испытания которого подтвердили снижение температуры потока ОА при выходе из генератора на 70–75 % в сравнении с серийно выпускаемым генератором. Время ликвидации пламенного горения в защищаемом помещении при огневых испытаниях уменьшилось в 2 раза.

Область применения исследований. ГОА, модифицированный газодинамическим охладителем в виде профилирующей вставки, выполненной по типу кольцевого сопла Лаваля с цилиндрическим центральным телом, может эффективно использоваться в качестве оперативного средства пожаротушения нетлеющих веществ и материалов.

Биография автора

Павел Владимирович Максимов, Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

кафедра физической подготовки и спорта, старший преподаватель

Библиографические ссылки

Agafonov V.V., Bukhtoyarov D.V., Grishakina V.A., Kazakov A.V., Kopylov S.N., Golubev A.D. Obosnovanie sposobov aerozol'nogo pozharotusheniya v vysotnykh pomeshcheniyakh i sooruzheniyakh [Justification of aerosol fire extinguishing methods in high-rise rooms and structures]. Fire Safety, 2019. No. 4 (97). Pp. 21–31. (rus). EDN: https://elibrary.ru/PYOHDN.

Kopylov S.N., Agafonov V.V., Kopylov N.P. Evolyutsiya sredstv ob"emnogo pozharotusheniya: ot ozonorazrushayushchikh agentov do ognetushashchikh veshchestv s korotkim vremenem zhizni v atmosfere [An evolution of fire suppression tools for total flooding applications: from ozone depleting agents to substances having short period of atmospheric lifetime]. Fire Safety, 2012. No. 2. Pp. 123–130. (rus). EDN: https://elibrary.ru/PIJAOD.

Gatsoev K.G. Problemy aerozol'nogo pozharotusheniya [Problems of aerosol fire extinguishing]. Fire and Explosion Safety, 1999. Vol. 8, No. 4. Pp. 59–61. (rus)

Samboruk A.R. Gazogeneratsiya i aerozoleobrazovanie v sredstvakh pozharotusheniya [Gas generation and aerosol formation in fire extinguishing agents] Vestnik of Samara State Technical University. Technical Sciences Series, 2005. No. 40. Pp. 128–135. (rus). EDN: https://elibrary.ru/IWZIJL.

Agafonov V.V., Kopylov N.P. Ustanovki aerozol'nogo pozharotusheniya. Elementy, kharakteristiki, proektirovanie, montazh i ekspluatatsiya [Aerosol fire extinguishing systems: Components, specifications, design, installation, and operation] Moscow: VNIIPO EMERCOM of Russia, 1999. 236 p. (rus)

Zharkov A.S., Orionov Yu.E., Osipkov V.N. Nizkotemperaturnye gazogeneriruyushchie ustroystva v sredstvakh pozharotusheniya i avariynogo spaseniya [Low-temperature gas-generating devices in fire-fighting and emergency rescue equipment]. Fire Safety, 2001. No. 1. Pp. 181–184. (rus)

Bortnikov R.A., Potapov B.F., Serebrennikov S.Yu. Postanovka zadachi optimizatsii raboty teploobmennika v aerozol'noy sisteme pozharotusheniya [Statement of the problem of optimizing the operation of a heat exchanger in an aerosol fire extinguishing system]. Vestnik Permskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2004. No. 20. Pp. 8–18. (rus)

Kuznets E.A., Amosov A.P., Samboruk A.A. Aerozoleobrazuyushchie ognetushashchie sostavy, generiruyushchie khloridy shchelochnykh metallov [Aerosol-forming fire extinguishing compositions generating alkali metal chlorides]. Vestnik of Samara State Technical University. Technical Sciences Series, 2005. No. 32. Pp. 210–211. (rus). EDN: https://elibrary.ru/JWUXUP.

Altukhov O.I., Amosov A.P., Kuznets E.A., Samboruk A.A., Frygin V.V. Ustroystvo aerozol'no-poroshkovogo pozharotusheniya [Aerosol-powder fire extinguishing device]. Vestnik of Samara State Technical University. Technical Sciences Series, 2010. No. 2 (27). Pp. 92–100. (rus). EDN: https://elibrary.ru/NCTCVH.

Rasenko A.A., Sedogin A.M., Anokhin K.S., Pyzhov A.M., Rekshinskiy V.A. Razrabotka nizkotemperaturnogo aerozoleobrazuyushchego sostava na osnove aktivnykh ugley [Development of a low-temperature aerosol-forming composition based on active carbons]. Uspekhi v khimii i khimicheskoy tekhnologii, 2007. Vol. 21, No 6 (74). Pp. 104–106. (rus). EDN: https://elibrary.ru/QZMIZN.

Korol'chenko D.A. Novoe pokolenie gazoaerozol'nykh generatorov [New generation of gas-aerosol generators]. Fire and Explosion Safety, 1998. Vol. 7, No. 2. Pp. 71–74. (rus)

Kolomin A.E., Malinin V.I., Serebrennikov S.Yu. Vliyanie osnovnykh parametrov na protsess teploobmena v poroshkoobraznom emkostnom okhladitele [Influence of the main parameters on the heat exchange process in a powder capacitive cooler]. Vestnik IzhGTU imeni M.T. Kalashnikova, 2004. No. 1. Pp. 3–7. (rus)

Bortnikov R.A. Razrabotka nizkotemperaturnykh tverdotoplivnykh gazogeneratorov s inertnymi teploobmennikami [Development of low-temperature solid fuel gas generators with inert heat exchangers]: PhD tech. sci. diss.: 05.07.05. Perm State Technical University. Perm, 2010. 151 p. (rus)

Kozlova E.V., Kartashov Yu.I., Kopylov S.N., Rogozhina O.I. Raschet kharakteristik generatora ognetushashchego aerozolya i formiruemoy im vysokonapornoy strui dlya tusheniya neftyanykh i gazovykh fontanov [Calculation of characteristics of a fire-extinguishing aerosol generator and high-pressure spray for extinguishing oil and gas fountains]. Combustion and Explosion, 2024. Vol. 17, No. 4. Pp. 46–54. (rus). DOI: https://doi.org/10.30826/CE24170405. EDN: https://elibrary.ru/WFFTWS.

Maksimov P.V. Snizhenie pozharnoy opasnosti generatorov ognetushashchego aerozolya s ispol'zovaniem profiliruyushchey vstavki dlya okhlazhdeniya pozharotushashchey smesi [Reducing the fire hazard of fire extinguishing aerosol generators using a profiling insert for cooling the fire extinguishing mixture]. Vestnik Komandno-inzhenernogo instituta MChS Respubliki Belarus', 2015. No. 2 (22). Pp. 44–51. (rus). EDN: https://elibrary.ru/UHHCCL.

Karpenchuk I.V., Aushev I.Yu., Maksimov P.V. Eksperimental'nye issledovaniya generatora ognetushashchego aerozolya s gazodinamicheskim okhladitelem pozharotushashchey smesi dlya obespecheniya pozharnoy bezopasnosti ob"ektov stroitel'stva [Experimental studies of a fire extinguishing aerosol generator with a gas-dynamic cooler of the fire extinguishing mixture to ensure fire safety at construction sites]. Emergency Situations: Prevention and Elimination, 2014. No. 2 (36). Pp. 121–129. (rus). EDN: https://elibrary.ru/WCOMXB.

Tekhnika pozharnaya. Generatory ognetushashchego aerozolya. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya. Metody ispytaniy: GOST 34635-2020 [Firefighting equipment. Fire-extinguishing aerosol generators. General technical requirements. Test methods: GOST 34635-2020]. Introduced July 1, 2023. Moscow: Russian Institute of Standardization, 2022. IV, 21 p.

Polevoda I.I., Maksimov P.V., Grachulin A.V., Zuev M.B. Generator ognetushashchego aerozolya s okhladitelem pozharotushashchey smesi [Fire extinguishing aerosol generator with fire extinguishing mixture cooler]: utility model patent BY 10847 U. Published: October 30, 2015. Patent holder: Institute for Command Engineers of the MES of the Republic of Belarus. URL: https://search.ncip.by/database/index.php?pref=mod&lng=ru&page=3&target=12272 (accessed: February 5, 2025).